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EDA技术与Verilog HDL

关于FPGA设计与Verilog开发值得拥有的一本书 内容深入浅出,与时俱进;精选设计案例,富于启发

作者:王金明
丛书名:面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材
定价:69
印次:1-3
ISBN:9787302574323
出版日期:2021.04.01
印刷日期:2024.01.10

本书根据EDA课程教学要求,以提高数字设计能力为目标,系统阐述FPGA设计开发的相关知识,主要内容包括EDA技术概述、FPGA/CPLD器件结构、Verilog硬件描述语言及设计案例等。全书以Vivado、ModelSim软件为工具,以Verilog-1995和Verilog-2001标准为依据,以可综合的设计为重点,以EGO1“口袋实验板”作为目标板,通过诸多精选设计案例,系统阐述数字系统设计方法与设计思想,由浅入深地介绍Verilog工程开发的手段与技能。 本书可作为电子、通信、微电子、信息、电路与系统、通信与信息系统及测控技术与仪器等专业本科生和研究生的教学用书,也可供从事电路设计和系统开发的工程技术人员阅读参考。

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前言 EDA技术是电子信息类专业的一门重要的专业基础课程,在教学、科研及大学生电子设计竞赛等活动中起着非常重要的作用,成为电子信息类本科生和研究生必须掌握的基本技能。随着教改的深入,对EDA课程教学的要求也不断提高,必须对教学内容不断更新和优化,与时俱进,以与EDA技术的快速发展相适应。 当前的EDA技术课程的教学与实践呈现出如下一些特点: 首先是很多相关联课程的教学都或多或少地融入了EDA技术,比如数字逻辑电路、计算机组成原理、计算机接口技术、数字通信技术、嵌入式系统等课程的教学和实践,均会不同程度地采用EDA及FPGA设计技术。因此,EDA技术成为上述课程的基础,怎样打牢基础以及如何与上述课程在教学内容上进行区分和衔接成为相关教师需要思考的问题; 其次是开放式、自主式学习已成为EDA教学的主流,EDA教学的资源越来越丰富,网络上相关的慕课和教学视频越来越多,学生的学习不仅限于课堂,在此背景下,“口袋实验板”适应了教学的需要,受到越来越多师生的欢迎。FPGA“口袋实验板”便携易用,资源丰富,学生可随时随地进行设计与验证,非常有利于学生自主学习能力和创新实践能力的培养。 本书以Vivado工具作为主要设计平台,以Xilinx的FPGA芯片作为目标器件,以Verilog作为设计语言,选取EGO1“口袋实验板”作为目标开发板,结合大量精选设计案例,系统讲解EDA设计有关知识,适合课堂教学,也便于学生自主学习,并随时随地进行设计和验证。本书的定位是作为EDA技术、FPGA开发或数字系统设计方面的教材,在编写的过程中,遵循了重视基础、面向应用的原则,力图在有限的篇幅内,将EDA技术与FPGA设计相关的知识简明扼要、深入浅出地进行阐述,贴近教学实践。 全书共11章。第1章为EDA技术概述; 第2章介绍FPGA/CPLD器件的结构与配置; 第3章介绍Vivado集成开发工具的使用方法; 第4、5章系统介绍Verilog的语法、语句; 第6章讨论Verilog设计的层次与风格; 第7章是有关有限状态机的内容; 第8章列举Verilog控制常用I/O外设的案例; 第9章讨论设计优化的问题; 第10章是较为复杂数字逻辑系统的设计举例; 第11章是Verilog仿真的内容,并介绍用ModelSim SE进行功能、时序仿真的过程; 此外在附录中对EGO1开发板做了介绍。 感谢依元素科技有限公司工程师团队的大力支持,感谢美国威斯康星大学麦迪逊分校的Yu Hen Hu教授在作者访学期间在教学上给予的无私帮助; 参加本书编写的还有朱莉莉、王婧菡、王兰皊等,在此一并表示诚挚的感谢。 由于FPGA芯片和EDA软件的不断更新换代,同时因编著者时间和精力所限,书中不免存在疏漏与错误之处,希望读者和同行给予批评指正。 作者 2021年1月

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  • 王金明,博士,陆军工程大学副教授、硕导。2013年获军队院校育才奖银奖;2014年由国家留学基金委资助,在美国威斯康星大学麦迪逊分校访学1年。曾获军队级教学成果二等奖1项;获军队科技进步一等奖1项,军队科技进步二等奖3项,军队科技进步三等奖5项。获国家发明专利授权2项,获软件著作授权1项;发表论文60余篇,其中SCI、EI收录30余篇。主编教材多部,其中《EDA技术与VHDL设计》(第1~2版)入选“十一五”国家级规划教材和“十二五”国家级规划教材,《数字系统设计与Verilog HDL》(第1~7版)发行近20万册。指导本科生参加全国大学生电子设计竞赛,获全国一等奖、二等奖多项。
  • (1) 按“器件—软件—语言—案例”展开,内容由浅入深,举例恰当丰富,富有启发性。
    (2) 以Vivado、ModelSim典型软件为工具,以Verilog-1995和Verilog-2001两个语言标准为依据,以应用为驱动,从具体案例到一般方法,由浅入深阐述数字设计的思想与方法。
    (3) 注重实践能力和创新能力培养,讲解通俗易懂,以EGO1“口袋实验板”作为目标板,架设从理论到工程实践的桥梁,便于自主学习和实验验证。
    (4) 设计案例经过优选,具有典型性和趣味性,便于基于案例或者基于情景导向的教学模式的实施。
    (5) 提供电子教学课件和设计源代码。
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  • 目录

    第1章EDA技术概述

    1.1EDA技术及其发展

    1.2Topdown设计与IP核复用

    1.2.1Topdown设计

    1.2.2Bottomup设计

    1.2.3IP复用技术与SoC

    1.3EDA设计的流程

    1.3.1设计输入

    1.3.2综合

    1.3.3布局布线

    1.3.4时序分析与时序约束

    1.3.5功能仿真与时序仿真

    1.3.6编程与配置

    1.4常用的EDA工具软件

    1.5EDA技术的发展趋势

    习题1

    第2章FPGA/CPLD

    2.1PLD概述

    2.1.1PLD的发展历程

    2.1.2PLD的分类

    2.2PLD的基本原理与结构

    2.2.1PLD的基本结构

    2.2.2PLD电路的表示方法

    2.3低密度PLD的原理与结构

    2.4CPLD的原理与结构

    2.4.1宏单元结构

    2.4.2CPLD的结构

    2.5FPGA的原理与结构

    2.5.1查找表结构

    2.5.2FPGA的结构

    2.5.3Artix7系列FPGA

    2.6FPGA/CPLD的编程元件

    2.7边界扫描测试技术

    2.8FPGA/CPLD的编程与配置

    2.8.1在系统可编程

    2.8.2Artix7器件的配置

    2.9Xilinx的FPGA器件

    2.10FPGA/CPLD的发展趋势

    习题2

    第3章Vivado使用指南

    3.1Vivado流水灯设计

    3.1.1流水灯设...

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